题目
lim(1-2x)tanπx;

题目解答
答案

解析
本题考查函数极限的计算,解题思路是通过换元法将原式转化为更便于计算的形式,再利用等价无穷小替换来求解极限。
- 换元:
令$t = x - \frac{1}{2}$,则$x = t + \frac{1}{2}$。当$x \to \frac{1}{2}$时,$t \to 0$。
将$x = t + \frac{1}{2}$代入原式$\lim\limits_{x \to \frac{1}{2}} (1 - 2x)\tan(\pi x)$可得:
$\lim\limits_{t \to 0} [1 - 2(t + \frac{1}{2})]\tan[\pi(t + \frac{1}{2})]$ - 化简式子:
先化简中括号内的式子:
$1 - 2(t + \frac{1}{2}) = 1 - 2t - 1 = -2t$
再根据三角函数诱导公式$\tan(\alpha + \frac{\pi}{2}) = -\cot\alpha$,可得:
$\tan[\pi(t + \frac{1}{2})] = \tan(\pi t + \frac{\pi}{2}) = -\cot(\pi t)$
所以原式变为$\lim\limits_{t \to 0} (-2t) \cdot (-\cot(\pi t)) = \lim\limits_{t \to 0} 2t\cot(\pi t)$ - 利用三角函数关系继续化简:
因为$\cot(\pi t) = \frac{1}{\tan(\pi t)}$,所以$\lim\limits_{t \to 0} 2t\cot(\pi t) = \lim\limits_{t \to 0} \frac{2t}{\tan(\pi t)}$ - 使用等价无穷小替换:
当$u \to 0$时,$\tan u \sim u$。当$t \to 0$时,$\pi t \to 0$,则$\tan(\pi t) \sim \pi t$。
所以$\lim\limits_{t \to 0} \frac{2t}{\tan(\pi t)} = \lim\limits_{t \to 0} \frac{2t}{\pi t}$ - 计算极限:
$\lim\limits_{t \to 0} \frac{2t}{\pi t} = \frac{2}{\pi}$